随着经济的快速发展和建筑总量的攀升,我国建筑的高耗能问题日益突出,特别是国家机关办公建筑和大型公共建筑,它是能源浪费现象非常严重的地方,存在着巨大的节能空间。降低建筑能耗,不但可以节约能源,减少成本,而且也有助于我国经济和社会的可持续健康发展。然而我国缺乏系统、全面、准确、可靠的能耗数据库,对新建建筑的节能设计和原有建筑的节能改造都缺乏数据支持。如何对建筑用能情况进行监测并采集能耗数据,找出不合理的能耗,并想办法降低下来,已成为解决建筑高能耗问题的关键。ZigBee是一种新兴的无线通信技术,具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本等特点。将ZigBee技术应用于建筑能耗监测系统中,可以避免人工采集和穿墙布线的麻烦,同时也不会引起人们工作生活的不便。本文设计了一个基于Zigbee和GPRS技术的建筑能耗监测系统通信网络平台。首先分析了课题的研究背景以及建筑能耗监测的国内外研究现状,并研究了建筑能耗监测通信网络的技术基础——Zigbee技术和GPRS技术,对现有几种无线通信技术作了比较;然后根据系统设计目标,进行了系统总体设计,包括系统总体组网结构、组网方案和城市建筑能耗三级统计分析系统等,并对系统各部分进行了功能设计;接着对建筑能耗监测系统通信模块进行了硬件设计,选取了CC2430作为无线收发芯片、LPC2364作为协调器微控制器和SIM300CZ作为GPRS模块,给出了系统部分设计电路,同时分别对终端采集节点、协调器和中继路由节点进行了软件设计;最后研究了ZigBee路由算法和能量有效路由算法,提出了一种基于能量有效的建筑能耗监测网络路由算法,该算法将Zigbee节点分成四种能量状态,综合的考虑了节点的剩余能量和路径跳数问题,仿真结果表明,算法均衡了节点的能量消耗,一定程度上延长了网络的寿命。